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出版者:印刷工业出版社

作者:李密丹,马涛

出品人:

页数:231

译者:

出版时间:2005-10

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787800005442

丛书系列:

图书标签:

• 大学物理
• 物理实验
• 实验教学
• 高等教育
• 理工科
• 物理学
• 实验报告
• 教学参考书
• 大学生
• 实践教学

好的，这是一份针对您提供的图书名称“大学物理实验”之外的，一本详细的图书简介。 --- 图书名称：《现代材料科学基础与应用前沿》 作者： 张伟 教授，李明 博士 出版社： 科学技术出版社 ISBN： 978-7-5045-8888-8 定价： 128.00 元 版次： 2023年第1版 页数： 650页 --- 内容简介： 《现代材料科学基础与应用前沿》 是一本全面、深入且与时俱进的教材与专业参考书，旨在为材料学、化学工程、机械工程、电子工程以及相关交叉学科的本科高年级学生、研究生以及科研人员提供一个理解现代材料科学核心原理、前沿技术和实际应用的综合平台。本书的编写立足于材料科学的四个基本要素——成分、结构、性能与加工——并着重探讨它们之间复杂的相互作用，以及如何通过先进的理论模型和实验技术进行调控。 本书共分为 六个主要部分，共十五章，内容结构严谨，逻辑清晰，从基础概念的建立到尖端领域的探索，层层递进。 --- 第一部分：材料科学基础与晶体结构（第1章至第3章） 本部分是全书的基石，为后续深入研究奠定理论基础。 第1章：材料科学导论与分类 本章首先界定了材料科学的范畴及其在现代工程中的战略地位。系统回顾了金属、陶瓷、聚合物和复合材料四大类材料的宏观特性和基本需求。重点介绍了材料的“五大支柱”理论框架及其在材料设计中的指导意义。 第2章：晶体结构与缺陷 详细阐述了晶体的基本概念，包括晶格、晶胞、密堆积结构（如面心立方、体心立方、六方最密堆积）的几何特征。着重分析了晶体中的点缺陷（如空位、间隙原子、取代原子）和线缺陷（位错）的形成机制、对材料力学性能的影响（如固溶强化、加工硬化），并引入了新兴的二维材料的晶格描述方法。 第3章：电子结构与结合力 探讨原子间结合的本质，涵盖离子键、共价键、金属键和范德华力。深入解析了能带理论，解释了导体、半导体和绝缘体在电子结构上的根本区别，并引入了能带工程的概念，为理解半导体器件的物理基础做铺垫。 --- 第二部分：热力学、动力学与相变（第4章至第6章） 本部分聚焦于材料从微观结构到宏观性能转变过程中的能量驱动力和时间效应。 第4章：材料热力学基础 回顾并应用吉布斯自由能、化学势等概念来描述材料体系的稳定性。详细讨论了相图的绘制、解读及其在合金设计中的关键作用，包括二元合金（如Fe-C体系的冷却曲线与相区分析）。此外，引入了非平衡态热力学的初步概念。 第5章：材料动力学与扩散 系统讲解了材料内部原子迁移的机制，包括Fick定律、扩散系数的温度依赖性（Arrhenius关系）。重点分析了扩散在材料的热处理、渗碳、氧化等过程中的控制性作用。 第6章：固态相变与动力学 深入研究了固态材料中的形核与长大理论，包括均相形核与非均相形核。详细分析了析出相的形成（如时效硬化），以及固-固、固-液相变过程中的形貌演变，并引入了无扩散相变（如马氏转变）的经典机制。 --- 第三部分：结构控制与性能（第7章至第9章） 本部分将结构与性能的关联提升到应用层面，侧重于工程应用最为广泛的金属与陶瓷材料。 第7章：金属的塑性变形与断裂 详细分析了位错运动在塑性变形中的核心作用。讨论了加工硬化、层错能以及晶界对滑移的影响。在断裂力学方面，本书引入了韧性断裂和脆性断裂的判据（如应力强度因子K和J积分），并探讨了疲劳、蠕变和应力腐蚀开裂的机制。 第8章：陶瓷材料的结构与性能 着重介绍陶瓷材料的离子/共价键特性及其带来的高硬度、高熔点和化学惰性。讨论了陶瓷中的晶界对力学性能的影响，重点剖析了陶瓷的增韧技术，如氧化锆的相变增韧机制。 第9章：聚合物与复合材料 系统梳理了聚合物的分子结构、链段运动与粘弹行为。通过拉伸、蠕变和松弛实验，解释了聚合物的非线性粘弹性特征。在复合材料部分，重点讨论了纤维增强复合材料（如碳纤维/环氧树脂）的各向异性力学行为和界面设计。 --- 第四部分：功能材料与器件（第10章至第12章） 本部分转向与信息技术、能源和生物医学密切相关的先进功能材料。 第10章：半导体材料与器件基础 深入探讨了掺杂对本征半导体性能的调控，详细解释了PN结的形成、反向偏置特性以及其在晶体管和二极管中的应用原理。探讨了先进半导体材料如III-V族材料的特性。 第11章：磁性材料与应用 阐述了顺磁性、抗磁性和铁磁性的微观起源（磁畴、磁矩）。重点分析了软磁材料和硬磁材料的设计原则，并介绍了磁记录和磁存储技术中的前沿进展。 第12章：电介质与光学材料 分析了材料的介电响应，探讨了铁电性、压电性和焦电性的物理机制。在光学材料方面，讲解了材料的吸收、发射和散射现象，并介绍了光纤通信和光子晶体的基本概念。 --- 第五部分：材料的先进加工技术（第13章至第14章） 本部分关注如何精确控制材料的加工过程以获得所需性能。 第13章：热处理与显微组织工程 详述了退火、正火、淬火、回火等传统热处理工艺如何通过调控相变来优化金属性能。重点介绍了扩散退火和烧结过程中的动力学控制，以及热处理对残余应力的影响。 第14章：表面工程与薄膜技术 介绍了用于提高材料表面耐磨性、耐腐蚀性和生物相容性的关键技术。详细探讨了化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）的原理与应用，以及离子注入和激光熔覆技术。 --- 第六部分：材料的表征与前沿展望（第15章） 第15章：现代材料表征技术与未来趋势 本章是技术应用的总结与展望。系统介绍了电子显微镜（SEM/TEM）、X射线衍射（XRD）、扫描探针显微镜（SPM）等结构分析方法的原理和数据解释。最后，对高熵合金、2D材料（如石墨烯的宏量制备）、生物活性材料等新兴领域的研究方向进行了前瞻性讨论。 --- 本书特色： 1. 理论与实践紧密结合： 每章末尾均附有“工程案例分析”，将抽象的材料原理与实际工程问题（如航空发动机叶片失效、锂离子电池电极材料优化）联系起来。 2. 计算模拟视角： 引入了基于密度泛函理论（DFT）的材料性能预测方法和分子动力学模拟的基础概念，体现现代材料研究的计算导向。 3. 图文并茂： 全书配有大量高质量的相图、微观结构图和能带图，辅助读者理解复杂概念。 目标读者： 材料科学与工程、物理学、化学、机械工程等专业的高年级本科生及研究生，以及从事相关研发工作的工程师和研究人员。 ---

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我对这本书的排版和图示质量给予高度评价。在物理实验中，清晰的示意图是理解实验装置布局的关键。《大学物理实验》在这方面做得非常出色，几乎每一个关键装置的结构图都采用了高质量的工程制图风格，线条简洁明了，标注清晰准确，完全避免了那种模糊不清、让人望而生畏的示意图。此外，章节之间的逻辑衔接极其顺畅，它不是简单地罗列实验项目，而是将相关的实验进行分组，比如将所有关于力学测量和振动分析的实验放在一起，再过渡到电磁学实验，最后是光学和近代物理初步探索。这种主题式的组织方式，极大地增强了知识体系的连贯性。例如，在学习了能量守恒定律的实验后，紧接着的电阻测量实验就自然而然地引入了焦耳定律的验证，这让学生能更好地将不同模块的知识点融会贯通，而不是孤立地看待每一个实验任务。

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拿到这本书的时候，我原本以为它会是一本枯燥的技术手册，没想到它的叙述风格竟然带有一丝人文关怀。作者在引言中提到，实验的乐趣在于“亲手验证那些我们曾经只在书本上见过的伟大发现”，这种措辞极大地激发了我的好奇心。书中对一些经典实验，比如牛顿环的测量、迈克尔逊干涉仪的调试，都有非常生动且富有历史背景的介绍。这让我在操作那些看似古老的仪器时，仿佛能感受到前辈科学家们当年的困惑与突破。更让我惊喜的是，它对现代实验技术和仪器的结合考虑得非常超前。书中不仅有传统的电学测量，还加入了对数字示波器、数据采集卡（DAQ）等现代电子设备的详细使用指南，甚至提到了如何利用编程语言（比如Python或LabVIEW的简化应用）来自动化数据采集和初步分析。这种与时俱进的编排，让这本“大学物理实验”教材，瞬间拥有了面向未来工程应用的可能性，而不是仅仅停留在基础验证层面。

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这本书在安全和规范操作方面投入的篇幅令人印象深刻。在大学物理实验中，很多环节涉及到高电压、强磁场或精密仪器的操作，潜在的安全隐患不容忽视。我的上一本实验指导书只是简单地写了几条注意事项，而这本《大学物理实验》则用专门的章节，详细图解了应急处理流程，并配有明确的警示标识。这种对细节的关注，体现了编写者强烈的责任感。更进一步，它在“实验记录与规范”部分，对如何撰写一份高质量的实验数据表格提出了近乎苛刻的要求，包括有效数字的保留规则、单位的一致性检查等等。这对我培养严谨的科学态度帮助极大，它教会我，实验的成功不仅在于得出预期的数值，更在于整个记录和分析过程的无可指摘。这种训练，对于未来从事任何科研或技术工作都是至关重要的基础功。

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从一个已经经历过多轮实验的学生的角度来看，这本书最宝贵的一点是它强调了“批判性思维”在实验中的应用。很多教材只教你“怎么做”以得到标准答案，但这本书却鼓励我们去思考“为什么会偏离标准答案”。在一些涉及复杂系统或多变量影响的实验项目后，它设置了专门的“讨论与拓展”环节。这些讨论并非标准答案的重复，而是引导学生思考：如果温度升高一度，结果会如何变化？如果使用的电源内阻不是零，对电压测量会有什么影响？甚至提出一些开放性的问题，鼓励学生设计一个改进方案来提高测量精度。这种引导我们质疑现有条件的做法，极大地提升了我们分析问题的深度。它不是一本“告诉你做什么”的书，而是一本“教你怎么思考”的书，这种由内而外的启发，远比死记硬背实验步骤来得更有价值，真正将我们从操作员提升为了一个初级的探究者。

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这本《大学物理实验》给我的感觉，就像是打开了一个通往真实物理世界的奇妙大门。书里的内容组织得非常有条理，从基础的测量误差分析讲起，就让我立刻意识到了实验的严谨性不是空谈，而是需要一套科学的方法论支撑的。我特别喜欢它对每一个实验步骤的讲解，不是那种干巴巴的指令堆砌，而是融入了对背后物理原理的深刻剖析。比如在测量电磁感应定律的实验中，作者不仅教你怎么操作仪器，更深入地探讨了法拉第定律在不同介质和几何构型下的适用性边界。这对我理解理论知识和实际操作之间的桥梁作用，起到了关键性的作用。尤其是那些关于数据处理和不确定度分析的章节，讲解得极其细致，配有大量的图表示例，即便是初次接触实验报告写作的学生，也能很快上手，写出专业水准的报告。这远超出了我以往接触的那些只关注“做完实验”的教材，它更注重培养我们“理解实验”的能力，让人在动手操作的过程中，真正领悟到科学探究的精髓。

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